JP6480830B2 - Wheel loader control system, control method therefor, and wheel loader control method - Google Patents
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Description
本発明は、作業車両の制御システム等に関する。 The present invention relates to a work vehicle control system and the like.
従来より、ある場所から他の場所へ土類、岩石類、および他の物質(積込対象物とも称する)を移動するために作業車両が用いられる。例えばホイールローダによって、別の運搬機械、例えばダンプトラックに土類、岩石類、および/または他の物質を積載し、その後、ダンプトラックによって廃棄場所までその物質を運搬することができる。 Conventionally, work vehicles are used to move earth, rocks, and other materials (also called loading objects) from one place to another. For example, a wheel loader can load earth, rocks, and / or other materials on another transport machine, such as a dump truck, which can then be transported to a disposal site by a dump truck.
一方で、ダンプトラックの荷台内の積載物のバランスを取ることは重要である。例えば、ダンプトラックにおいて積載バランスが悪い場合には、タイヤの摩耗が増大し、燃料節約に悪影響を及ぼし、かつ機械部品に損傷を与える可能性がある。また、制動性能および/または操舵性能にも悪影響を与える可能性がある。 On the other hand, it is important to balance the load in the dump truck bed. For example, poor load balance in a dump truck can increase tire wear, adversely affect fuel savings, and damage machine parts. In addition, the braking performance and / or the steering performance may be adversely affected.
したがって、ダンプトラックの荷台の適切な位置にホイールローダから積込対象物の積込作業を行う必要があり、この点で、特表2011−505028号公報においては、ダンプトラックに対する積込位置を視覚表示する方式が示されている。 Therefore, it is necessary to carry out loading work of an object to be loaded from a wheel loader at an appropriate position of the dump truck bed. The display method is shown.
一方で、当該文献に示される方式は、ダンプトラックの荷台をモデル化して、当該モデル化した荷台に対する積込位置を表示するものであり直観的な積込対象物の積込作業には不向きである。 On the other hand, the method shown in the document is a model of a dump truck loading platform and displays the loading position on the modeled loading platform, and is not suitable for loading an intuitive loading object. is there.
本発明は、上記の課題を解決するためのものであって、直観的な積込対象物の積込作業が可能な作業車両の制御システム、その方法および作業車両の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-described problems, and provides a work vehicle control system capable of intuitively loading an object to be loaded, a method thereof, and a work vehicle control method. Objective.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
ある局面に従う作業車両の制御システムは、積込対象車両における積込状況に基づいて積込対象車両に対する積込位置を決定する位置決定部と、表示部と、側方視される前記積込対象車両に対して前記位置決定部で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを前記表示部に表示する表示制御部とを備える。 A work vehicle control system according to a certain aspect includes a position determination unit that determines a loading position for a loading target vehicle based on a loading situation in the loading target vehicle, a display unit, and the loading target that is laterally viewed. A display control unit that displays on the display unit loading guidance corresponding to the loading position determined by the position determination unit with respect to the vehicle.
本発明によれば、側方視される積込対象車両に対して積込ガイダンスを表示するため直観的な積込対象物の積込作業が可能である。 According to the present invention, since the loading guidance is displayed for the loading target vehicle viewed from the side, an intuitive loading operation of the loading target object is possible.
好ましくは、表示部は、光学透過型の表示部である。上記によれば、光学透過型の表示部に側方視される積込対象車両に対して積込ガイダンスが表示されるためオペレータは視線を積込対象車両から反らすことなく積込作業を実行することが可能であり、効率的な積込作業を実行することが可能である。 Preferably, the display unit is an optical transmission type display unit. According to the above, since the loading guidance is displayed for the loading target vehicle that is laterally viewed on the optically transmissive display unit, the operator performs the loading operation without deflecting the line of sight from the loading target vehicle. And efficient loading operations can be performed.
好ましくは、積込ガイダンスは、相対的な積込位置をオペレータが視認可能な標識である。上記によれば、オペレータは、積込位置を視認可能な標識により容易に光学透過型の表示部に側方視される積込対象車両に対して積込ガイダンスが表示されるためオペレータは視線を積込対象車両から反らすことなく積込作業を実行することが可能であり、効率的な積込作業を実行することが可能である。 Preferably, the loading guidance is a sign that allows the operator to visually recognize the relative loading position. According to the above, since the loading guidance is displayed on the loading target vehicle that is easily viewed from the side on the optical transmission type display unit by the sign that can visually recognize the loading position, The loading operation can be performed without warping from the loading target vehicle, and the efficient loading operation can be performed.
好ましくは、標識は、位置を指し示す矢印である。上記によれば、標識として位置を示す矢印を用いることにより直観的にその位置を把握することが可能であり、直観的な積込作業が可能である。 Preferably, the label is an arrow pointing to the position. According to the above, it is possible to intuitively grasp the position by using the arrow indicating the position as a sign, and an intuitive loading operation is possible.
好ましくは、作業車両の制御システムは、積込対象車両から送信された積込状況データを取得する取得部をさらに備える。位置決定部は、積込状況データに基づいて積込対象車両における積込位置を決定する。上記によれば、積込状況に応じた効率的な積込作業を実行することが可能である。 Preferably, the control system for the work vehicle further includes an acquisition unit that acquires the loading status data transmitted from the loading target vehicle. The position determining unit determines a loading position in the loading target vehicle based on the loading status data. Based on the above, it is possible to execute an efficient loading operation according to the loading situation.
好ましくは、位置決定部は、積込対象車両における前回の積込状況に基づいて積込対象車両における次回の積込位置を決定する。上記によれば、前回の積込状況に基づいて次回の積込位置を決定することにより積込対象車両に対して積込対象物を分散的に積み込むことが可能であり、効率的な積込作業を実行することが可能である。 Preferably, the position determining unit determines a next loading position in the loading target vehicle based on a previous loading situation in the loading target vehicle. According to the above, by determining the next loading position based on the previous loading situation, it is possible to load the loading object in a distributed manner on the loading object vehicle, and efficient loading It is possible to perform work.
好ましくは、作業車両の制御システムは、積込対象車両を含む画像データを取得する撮像部と、撮像部で取得した画像データに含まれる積込対象車両を抽出する抽出部と、抽出部で抽出した積込対象車両に基づいて表示部上の積込対象車両の位置を算出する算出部とをさらに備える。表示制御部は、側方視される積込対象車両に対して、算出された積込対象車両の位置に基づいて位置決定部で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを表示部に表示する。 Preferably, the work vehicle control system includes an imaging unit that acquires image data including the loading target vehicle, an extraction unit that extracts the loading target vehicle included in the image data acquired by the imaging unit, and an extraction unit that performs extraction. And a calculating unit that calculates the position of the loading target vehicle on the display unit based on the loading target vehicle. The display control unit displays, on the display unit, the loading guidance corresponding to the loading position determined by the position determining unit based on the calculated position of the loading target vehicle with respect to the loading target vehicle viewed from the side. indicate.
ある局面に従う作業車両の制御システムの制御方法は、積込対象車両における積込状況データを入力するステップと、積込状況データに基づいて積込対象車両に対する積込位置を決定するステップと、積込対象車両を含む画像データを入力するステップと、入力された画像データに基づいて側方視される積込対象車両を抽出するステップと、決定された積込位置に対応する積込ガイダンスのデータを生成するステップと、抽出された側方視される積込対象車両に対応する積込ガイダンスのデータを表示部に出力するステップとを備える。 A control method for a work vehicle control system according to an aspect includes a step of inputting loading status data in a loading target vehicle, a step of determining a loading position for the loading target vehicle based on the loading status data, The step of inputting image data including the loading target vehicle, the step of extracting the loading target vehicle that is viewed from the side based on the input image data, and loading guidance data corresponding to the determined loading position And a step of outputting the extracted loading guidance data corresponding to the loading target vehicle to be viewed from the side to the display unit.
本発明によれば、積込状況データに基づいて積込位置を決定し、側方視される積込対象車両に対して積込ガイダンスを表示するため直観的な積込対象物の積込作業が可能である。 According to the present invention, the loading position is determined based on the loading status data, and the loading operation is intuitively performed to display the loading guidance for the loading target vehicle that is viewed from the side. Is possible.
別の局面に従う作業車両の制御方法は、積込対象車両における積込状況データを取得するステップと、積込状況データに基づいて積込対象車両に対する積込位置を決定するステップと、積込対象車両を含む画像データを取得するステップと、取得した画像データに基づいて側方視される積込対象車両を抽出するステップと、決定された積込位置に対応する積込ガイダンスのデータを生成するステップと、抽出された側方視される積込対象車両に対応する積込ガイダンスのデータを表示部に出力するステップとを備える。 A method for controlling a work vehicle according to another aspect includes a step of obtaining loading status data in a loading target vehicle, a step of determining a loading position for the loading target vehicle based on the loading status data, and a loading target A step of acquiring image data including a vehicle, a step of extracting a vehicle to be loaded that is laterally viewed based on the acquired image data, and generating loading guidance data corresponding to the determined loading position And a step of outputting loading guidance data corresponding to the extracted loading target vehicle to be viewed from the side to the display unit.
本発明によれば、積込状況データに基づいて積込位置を決定し、側方視される積込対象車両に対して積込ガイダンスを表示するため直観的な積込対象物の積込作業が可能である。 According to the present invention, the loading position is determined based on the loading status data, and the loading operation is intuitively performed to display the loading guidance for the loading target vehicle that is viewed from the side. Is possible.
本発明の作業車両の制御システムおよびその方法は、直観的な積込対象物の積込作業が可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The work vehicle control system and method according to the present invention can perform loading work of an intuitive loading object.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「上」「下」「前」「後」「左」「右」とは、運転席に着座したオペレータを基準とする用語である。また、「作業車両」の一例であるホイールローダについて、また、「積込対象車両」の一例であるダンプトラックについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, “upper”, “lower”, “front”, “rear”, “left”, and “right” are terms based on the operator seated in the driver's seat. A wheel loader that is an example of a “work vehicle” and a dump truck that is an example of a “loading target vehicle” will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
<作業処理>
図1は、実施形態1に基づく作業処理の概要を説明する図である。
(Embodiment 1)
<Work processing>
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of work processing based on the first embodiment.
図1には、一例として、砕石場、鉱山などの土木現場で作業車両および積込対象車両が配置されている場合の模式的構成が示されている。 FIG. 1 shows, as an example, a schematic configuration in the case where a work vehicle and a loading target vehicle are arranged at a civil engineering site such as a quarry or a mine.
土木現場には、積込対象物Xが示されている。
作業車両1は、堆積された土砂等の積込対象物Xを掘削する掘削作業および積込対象車両140に積み込む積込作業を実行する。
A loading object X is shown at the civil engineering site.
The
作業車両1は、積込対象物Xを掘削する掘削作業をした後、積込対象車両140に正対(積込対象車両140の側面に正対)するように地点Qまで旋回しながら後進する。そして、地点Qから積込対象車両140の側面側に対して前進して、積込対象車両140に対して積込対象物Xを積み込む積込作業を実行する。積込対象車両140は、作業車両1における積込作業が効率的に行えるように予め指定された位置に配置されている。なお、作業車両1のルーフ側にはカメラ40が配置されている。ここでは、カメラ40が1つ設けられている場合が示されているが複数台配置することが望ましい。
After excavating the loading object X, the
<作業車両および積込対象車両の全体構成>
図2は、実施形態1に基づく作業車両1の外観図である。
<Overall configuration of working vehicle and loading vehicle>
FIG. 2 is an external view of the
本例においては、作業車両1は、一例としてホイールローダを例として説明する。
図3は、実施形態1に基づく作業車両1の構成を示す模式図である。
In this example, the
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of the
図2および図3に示されるように、作業車両1は、車輪4a,4bが回転駆動することにより自走可能であるとともに、作業機3を用いて所望の作業を行うことができる。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
作業車両1は、車体フレーム2、作業機3、車輪4a,4b、運転室5を備えている。
車体フレーム2は、前車体部2aと後車体部2bとを有している。前車体部2aと後車体部2bとは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。
The
The
前車体部2aと後車体部2bとに渡って一対のステアリングシリンダ11a,11bが設けられている。ステアリングシリンダ11a,11bは、ステアリングポンプ12(図3参照)からの作動油によって駆動される油圧シリンダである。ステアリングシリンダ11a,11bが伸縮することによって、前車体部2aが後車体部2bに対して揺動する。これにより、車両の進行方向が変更される。
A pair of
なお、図2および図3では、ステアリングシリンダ11a,11bの一方のみを図示しており他方を省略している。
2 and 3, only one of the
前車体部2aには、作業機3および一対の車輪4aが取り付けられている。作業機3は、作業機ポンプ13(図3参照)からの作動油によって駆動される。作業機3は、ブーム6と、一対のリフトシリンダ14a,14bと、バケット7と、ベルクランク9と、バケットシリンダ15とを有する。
A
ブーム6は、前車体部2aに回転可能に支持されている。リフトシリンダ14a,14bの一端は前車体部2aに取り付けられている。リフトシリンダ14a,14bの他端は、ブーム6に取り付けられている。リフトシリンダ14a,14bが作業機ポンプ13からの作動油によって伸縮することによって、ブーム6が上下に揺動する。
The
なお、図2および図3では、リフトシリンダ14a,14bのうちの一方のみを図示しており、他方は省略している。
2 and 3, only one of the
バケット7は、ブーム6の先端に回転可能に支持されている。バケットシリンダ15の一端は前車体部2aに取り付けられている。バケットシリンダ15の他端はベルクランク9を介してバケット7に取り付けられている。バケットシリンダ15が、作業機ポンプ13からの作動油によって伸縮することによって、バケット7が上下に揺動する。
The
後車体部2bには、運転室5及び一対の車輪4bが取り付けられている。運転室5は、車体フレーム2の上部に載置されており、オペレータが着座するシートや、後述する操作部8などが内装されている。
A
また、図3に示すように、作業車両1は、駆動源としてのエンジン21、走行装置22、作業機ポンプ13、ステアリングポンプ12、操作部8、制御部10などを備えている。
As shown in FIG. 3, the
エンジン21は、ディーゼルエンジンであり、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することによりエンジン21の出力が制御される。この調整は、エンジン21の燃料噴射ポンプ24に付設された電子ガバナ25が制御部10によって制御されることで行われる。ガバナ25としては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、エンジン回転数が、後述するアクセル操作量に応じた目標回転数となるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナ25は目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。エンジン回転数は、エンジン回転数センサ91によって検出される。エンジン回転数センサ91の検出信号は、制御部10に入力される。
The
走行装置22は、エンジン21からの駆動力により車両を走行させる装置である。走行装置22は、トルクコンバータ装置23、トランスミッション26、及び上述した車輪4a及び車輪4bなどを有する。
The traveling
トルクコンバータ装置23は、ロックアップクラッチ27とトルクコンバータ28を有している。ロックアップクラッチ27は、連結状態と非連結状態とに切換可能である。ロックアップクラッチ27が非連結状態である場合には、トルクコンバータ28が、オイルを媒体としてエンジン21からの駆動力を伝達する。ロックアップクラッチ27が連結状態である場合には、トルクコンバータ28の入力側と出力側とが直結される。ロックアップクラッチ27は、油圧作動式のクラッチであり、ロックアップクラッチ27への作動油の供給がクラッチ制御弁31を介して制御部10によって制御されることにより、連結状態と非連結状態とが切り換えられる。
The
トランスミッション26は、前進走行段に対応する前進クラッチCFと、後進走行段に対応する後進クラッチCRとを有している。各クラッチCF,CRの連結状態・非連結状態が切り換えられることによって、車両の前進と後進とが切り換えられる。クラッチCF,CRが共に非連結状態のときは、車両は中立状態となる。また、トランスミッション26は、複数の速度段に対応した複数の速度段クラッチC1−C4を有しており、減速比を複数段階に切り換えることができる。例えば、このトランスミッション26では、4つの速度段クラッチC1−C4が設けられており、速度段を第1速から第4速までの4段階に切る換えることができる。各速度段クラッチC1−C4は、油圧作動式の油圧クラッチである。図示しない油圧ポンプからクラッチ制御弁31を介してクラッチC1−C4へ作動油が供給される。クラッチ制御弁31が制御部10によって制御されて、クラッチC1−C4への作動油の供給が制御されることにより、各クラッチC1−C4の連結状態及び非連結状態が切り換えられる。
The
トランスミッション26の出力軸には、トランスミッション26の出力軸の回転数を検出するT/M出力回転数センサ92が設けられている。T/M出力回転数センサ92からの検出信号は、制御部10に入力される。制御部10は、T/M出力回転数センサ92の検出信号に基づいて車速を算出する。従って、T/M出力回転数センサ92は車速を検出する車速検出部として機能する。なお、トランスミッション26の出力軸ではなく他の部分の回転速度を検出するセンサが車速センサとして用いられてもよい。トランスミッション26から出力された駆動力は、シャフト32などを介して車輪4a,4bに伝達される。これにより、車両が走行する。トランスミッション26の入力軸の回転数は、T/M入力回転数センサ93によって検出される。T/M入力回転数センサ93からの検出信号は、制御部10に入力される。
A T / M output
エンジン21の駆動力の一部は、PTO軸33を介して作業機ポンプ13及びステアリングポンプ12に伝達される。作業機ポンプ13及びステアリングポンプ12は、エンジン21からの駆動力によって駆動される油圧ポンプである。作業機ポンプ13から吐出された作動油は、作業機制御弁34を介してリフトシリンダ14a,14b及びバケットシリンダ15に供給される。また、ステアリングポンプ12から吐出された作動油は、ステアリング制御弁35を介してステアリングシリンダ11a,11bに供給される。このように、作業機3は、エンジン21からの駆動力の一部によって駆動される。
A part of the driving force of the
作業機ポンプ13から吐出された作動油の圧力は、第1油圧センサ94によって検出される。リフトシリンダ14a,14bに供給される作動油の圧力は、第2油圧センサ95によって検出される。具体的には、第2油圧センサ95は、リフトシリンダ14a,14bを伸長させるときに作動油が供給されるシリンダボトム室の油圧を検出する。バケットシリンダ15に供給される作動油の圧力は、第3油圧センサ96によって検出される。具体的には、第3油圧センサ96は、バケットシリンダ15を伸長させるときに作動油が供給されるシリンダボトム室の油圧を検出する。ステアリングポンプ12から吐出された作動油の圧力は、第4油圧センサ97によって検出される。第1油圧センサ94〜第4油圧センサ97からの検出信号は、制御部10に入力される。
The pressure of the hydraulic oil discharged from the
操作部8は、オペレータによって操作される。操作部8は、アクセル操作部材81a、アクセル操作検出装置81b、ステアリング操作部材82a、ステアリング操作検出装置82b、ブーム操作部材83a、ブーム操作検出装置83b、バケット操作部材84a、バケット操作検出装置84b、変速操作部材85a、変速操作検出装置85b、FR操作部材86a、及び、FR操作検出装置86bなどを有する。
The
アクセル操作部材81aは、例えばアクセルペダルであり、エンジン21の目標回転数を設定するために操作される。アクセル操作検出装置81bは、アクセル操作部材81aの操作量を検出する。アクセル操作検出装置81bは、検出信号を制御部10へ出力する。
The
ステアリング操作部材82aは、例えばステアリングハンドルであり、車両の進行方向を操作するために操作される。ステアリング操作検出装置82bは、ステアリング操作部材82aの位置を検出し、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、ステアリング操作検出装置82bからの検出信号に基づいてステアリング制御弁35を制御する。これにより、ステアリングシリンダ11a,11bが伸縮して、車両の進行方向が変更される。
The
ブーム操作部材83a及びバケット操作部材84aは、例えば操作レバーであり、作業機3を動作させるために操作される。具体的には、ブーム操作部材83aは、ブーム6を動作させるために操作される。バケット操作部材84aは、バケット7を動作させるために操作される。ブーム操作検出装置83bは、ブーム操作部材83aの位置を検出する。バケット操作検出装置84bは、バケット操作部材84aの位置を検出する。ブーム操作検出装置83b及びバケット操作検出装置84bは、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、ブーム操作検出装置83b及びバケット操作検出装置84bからの検出信号に基づいて作業機制御弁34を制御する。これにより、リフトシリンダ14a,14b及びバケットシリンダ15が伸縮して、ブーム6及びバケット7が動作する。また、作業機3にはブーム角を検出するブーム角検出装置98が設けられている。ブーム角は、前車体部2aとブーム6との回転支持中心と、ブーム6とバケット7との回転支持中心とを結ぶ線と、前後の車輪4a,4bの軸中心を結ぶ線とに挟まれた角度をいう。ブーム角検出装置98は、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、ブーム角検出装置98が検出したブーム角に基づいて、バケット7の高さ位置を算出する。このため、ブーム角検出装置98はバケット7の高さを検出する高さ位置検出部として機能する。
The
変速操作部材85aは、例えばシフトレバーである。変速操作部材85aは、自動変速モードが選択されているときには、速度段の上限を設定するために操作される。例えば、変速操作部材85aが第3速に設定されている場合には、トランスミッション26は、第2速から第3速までの間で切り換えられ、第4速には切り換えられない。また、手動変速モードが選択されているときには、トランスミッション26は変速操作部材85aによって設定された速度段に切り換えられる。変速操作検出装置85bは、変速操作部材85aの位置を検出する。変速操作検出装置85bは、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、変速操作検出装置85bからの検出信号に基づいて、トランスミッション26の変速を制御する。なお、自動変速モードと手動変速モードとは図示しない変速モード切換部材によってオペレータによって切り換えられる。
The speed
FR操作部材86aは、車両の前進と後進とを切り換えるために操作される。FR操作部材86aは、前進、中立、及び後進の各位置に切り換えられることができる。FR操作検出装置86bは、FR操作部材86aの位置を検出する。FR操作検出装置86bは、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、FR操作検出装置86bからの検出信号に基づいてクラッチ制御弁31を制御する。これにより、前進クラッチCF及び後進クラッチCRが制御され、車両の前進と後進と中立状態とが切り換えられる。
The
制御部10は、一般的にCPU(Central Processing Unit)により各種のプログラムを読み込むことにより実現される。
The
制御部10は、メモリ60と接続され、当該メモリ60は、ワークメモリとして機能するとともに、作業車両の機能を実現するための各種のプログラムを格納する。
The
制御部10は、アクセル操作量に応じた目標回転数が得られるように、エンジン指令信号をガバナ25に送る。
The
制御部10は、カメラ40が接続され、カメラ40で撮像した画像データの入力を受け付ける。カメラ40は、作業車両1の運転室5のルーフ側に設けられる。カメラ40の視線方向は、作業車両1の運転室5に着座したオペレータの視線方向と同じ方向である。本例においては、水平方向である。
The
制御部10は、表示部50とも接続される。表示部50は、後述するがオペレータに積込ガイダンスを表示することが可能である。
The
制御部10は、外部と通信可能に設けられた通信部19とも接続される。
図4は、実施形態1に従う積込対象車両140の外観構成図である。
The
FIG. 4 is an external configuration diagram of the
図4には、積込対象車両140として側方視されるダンプトラックの例が示されている。
FIG. 4 shows an example of a dump truck viewed from the side as the
積込対象車両140は、例えば車輪142および144が回転駆動することにより自走可能である。積込対象車両140は、車輪142および144を駆動および他の構成部品の1つ以上を駆動するために駆動源としてのエンジン146を含む。例えば、ディーゼルエンジンである。
The
積込対象車両140は、土砂等の積込対象物を積載可能なベッセル160と、運転室152と、制御装置158と、通信装置134と、種々の検出器および/またはセンサおよび各構成部品を操作するための種々のアクチュエータとを含む。
The
ベッセル160は、例えばアクチュエータ150を介して排土ポジションに操作される。
The
運転室152は、閉鎖されたまたは部分的に閉鎖された運転台を含み、かつ操作者席154、操作部(図示せず)、および表示装置156等を含む。
The
制御装置158は、検出器の検出結果を受け付けるとともに、必要に応じて各種のアクチュエータを制御する。制御装置158は、中央処理装置(CPU)およびメモリ、種々の入出力周辺機器を含む。
The
通信装置134は、制御装置158と接続され、作業車両1の通信部19との間でデータ通信することにより情報の授受が可能に設けられている。
The
<制御構成>
図5は、実施形態1に基づく作業車両1の制御部10の機能ブロックを説明する図である。
<Control configuration>
FIG. 5 is a diagram illustrating functional blocks of the
図5に示されるように、制御部10は、メモリ60に格納されている各種のプログラムを実行することにより機能ブロックを実現する。具体的には、制御部10は、位置決定部100と、画像データ取得部101と、画像解析部102と、積込作業判断部103と、位置算出部104と、表示制御部106と、積込量判断部107とを含む。
As illustrated in FIG. 5, the
位置決定部100は、積込対象車両140における積込状況に基づいて積込対象車両140に対する積込位置を決定する。
The
画像データ取得部101は、カメラ40で撮像した画像データを取得する。
画像解析部102は、カメラ40で撮像した画像データを解析する。具体的には、画像データに含まれる側方視される積込対象車両を抽出する。また、画像解析部102は、抽出された積込対象車両から積込対象領域(ベッセル160)を抽出する。
The image
The
なお、本例においては、側方視される積込対象車両を抽出する場合について説明するが、必ずしも作業車両1が積込対象車両140に対して正対している必要はなく、また、上下方向の高さに関して、撮像された画像データから側方視された積込対象領域を抽出することが可能であれば、ベッセル160の中が見える見えないにかかわらずどのような状態であっても良い。
In addition, in this example, although the case where the loading object vehicle seen from the side is extracted is demonstrated, the
位置算出部104は、画像解析部102において抽出した側方視される積込対象車両に基づいて表示部50上の積込対象車両の位置を算出する。
The
表示制御部106は、位置算出部104で算出された位置に基づいて位置決定部100で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを側方視される積込対象車両に対して表示部50に表示する。積込ガイダンスは、側方視される積込対象車両に対する相対的な積込位置をオペレータが視認可能な標識である。
The
積込量判断部107は、積込対象物Xとバケット7の容量とから作業車両1が作業機3を動作させることにより積込対象車両140のベッセル160に対して1回で積込できる積込量を算出する。そして、ベッセル160のベッセル容量と、算出したバケット7の積込量とに基づいて積込回数を算出する。たとえば、ベッセル160の容量が7トン、バケット7の容量が2.5トンの場合には、積込量1回目2.4トン、2回目2.3トン、3回目2.3トンとし、積込回数3回として算出する。算出された積込回数は、積込作業判断部103に出力され、当該情報が利用される。なお、ベッセル160のベッセル容量に関する情報は、予めベッセル160の型番等から取得することも可能であるし、画像解析部102の積込対象領域(ベッセル160)の解析結果に基づいて寸法情報を取得し、当該寸法情報からベッセル容量を算出することも可能である。
The loading
積込作業判断部103は、積込作業が実行されたか否かを判断する。積込作業判断部103は、作業車両1の操作部8の操作処理に基づいて積込作業が実行されたか否かを判断する。一例として、操作部8のブーム操作部材83aおよびバケット操作部材84aの操作指示に従って、バケット7が所定の高さ以上の位置、かつ、バケット7に対して所定の排土操作(積込対象物Xを排出する動作)がなされた場合には、積込対象物Xの積込作業が実行されたと判断する。そして、積込作業判断部103は、当該積込作業が実行されたと判断した場合には、積込作業の回数をカウントアップする。カウントアップした積込作業の回数は、メモリ60に保存する。そして、上記で説明した算出された積込回数となるまでカウントアップされる。例えば、初期状態においては、積込作業の回数は「0」に設定されているものとする。
The loading
図6は、実施形態1に基づくベッセル160における領域を分割した場合を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a case where the region in the
図6に示されるように、一例として、ベッセル160の側面視(側方視)において、3つのA〜C領域160A〜160Cに分割した場合が示されている。A〜C領域160A〜160Cは、中央、左(ダンプトラックの前方)、右(ダンプトラックの後方)の領域にそれぞれ対応している。
As shown in FIG. 6, as an example, a case where the
本例においては、ベッセル160における各領域に対してそれぞれ順番に積込対象物Xを積み込む場合について説明する。
In this example, the case where the loading object X is loaded in order with respect to each area | region in the
一例として、A領域→B領域→C領域の位置に積込対象物Xを積み込む積込作業を実行する。 As an example, the loading operation of loading the loading object X in the position of the area A → the area B → the area C is executed.
具体的には、一例として、積込作業の回数と積込位置とは関連付けられているものとする。例えば、メモリ60に保存されている積込作業の回数が0回の場合には(積込作業1回目)、A領域の位置に積込対象物Xを積み込む。メモリ60に保存されている積込作業の回数が1回の場合には(積込作業2回目)、B領域の位置に積込対象物Xを積み込む。メモリ60に保存されている積込作業の回数が2回の場合には(積込作業3回目)、C領域の位置に積込対象物Xを積み込む。メモリ60に保存されている積込作業の回数が3回の場合には(積込作業4回目)、再びA領域の位置に積込対象物Xを積み込む。以降の処理については、同様であるものとする。積込位置を順番に変更することにより積込対象物Xが分散して載置される。これにより積込対象車両140における積込対象物Xに対する積載バランスの均等を図ることが可能である。
Specifically, as an example, it is assumed that the number of loading operations and the loading position are associated with each other. For example, when the number of loading operations stored in the
位置決定部100は、次回の積込対象車両140に対する積込位置であるA領域〜C領域のいずれかを決定する。例えば、メモリ60に格納されている積込作業の回数が「0」である場合には、A領域を積込位置に決定する。
The
そして、積込作業判断部103は、A領域に対する積込作業が完了したと判断した場合には、積込作業の回数をカウントアップして「1」に設定する。
When the loading
位置決定部100は、次回の積込対象車両140に対する積込位置であるA領域〜C領域のいずれかを決定する。例えば、メモリ60に格納されている積込作業の回数が「1」である場合には、B領域を積込位置に決定する。
The
そして、積込作業判断部103は、B領域に対する積込作業が完了したと判断した場合には、積込作業の回数をカウントアップして「2」に設定する。
When the loading
位置決定部100は、次回の積込対象車両140に対する積込位置であるA領域〜C領域のいずれかを決定する。例えば、メモリ60に格納されている積込作業の回数が「2」である場合には、C領域を積込位置に決定する。
The
図7は、実施形態1に基づくカメラ40で撮像した画像データを説明する図である。
図7に示されるように、カメラ40で撮像された画像データCDTが表示されている。当該画像データには、積込対象車両140を撮像したダンプトラック200が含まれている。
FIG. 7 is a diagram illustrating image data captured by the
As shown in FIG. 7, image data CDT imaged by the
ダンプトラック200は、ベッセル202を含む。そして、ベッセル202の長さ方向に対して積込対象領域203が示されている。
The
画像解析部102は、上記したように、画像データCDTに含まれる積込対象車両を抽出する。また、画像解析部102は、抽出された積込対象車両から積込対象領域203を抽出する。当該抽出方式は、種々の方式があるが、一例としてパターンマッチングにより抽出する。なお、画像解析部102は、ここでは説明を簡易にするためにパターンマッチングにより画像データCDTに含まれる積込対象車両の積込対象領域203を抽出する場合について説明するが、当該抽出の際に積込対象領域203のダンプトラック200の前後方向(長さ方向)のみならずダンプトラック200の左右方向(幅方向)、深さ方向についても抽出する。そして、画像解析部102は、抽出した長さ方向、幅方向および深さ方向の積込対象領域203からベッセル容量を解析して把握する。
As described above, the
位置算出部104は、画像解析部102において抽出した積込対象車両に基づいて表示部50上に表示される積込対象車両の積込対象領域203の位置を算出する。そして、位置算出部104は、位置決定部100により決定された位置に対応する、抽出した積込対象領域203の長さ方向に対して3分割した所定の位置を積込位置として算出する。
The
図8は、実施形態1に基づく表示制御部106による積込ガイダンスを説明する図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining loading guidance by the
図8に示されるように、表示部50において、ダンプトラック200に対して前回の積込位置に対応する積込ガイダンス300が示されている。また、ダンプトラック200に対して次の積込位置に対応する積込ガイダンス302が示されている。
As shown in FIG. 8, the
表示制御部106は、位置算出部104で算出された積込位置に基づいて位置決定部100で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを側方視される積込対象車両に対して表示部50に表示する。
The
例えば、表示制御部106は、位置決定部100がB領域を積込位置に決定した場合には、抽出した積込対象領域203の長さ方向に対して3分割した所定の位置(左)に対して積込ガイダンスが表示されるように画像データに合成して表示部50に表示する。
For example, when the
ここでは、積込ガイダンス300,302の一例として矢印でその位置が示されている。積込ガイダンス302は、実線の矢印として示されている。積込ガイダンス300は、点線の矢印として示されている。標識として矢印を用いることにより直観的にその位置を把握することが可能であり、直観的な積込作業が可能である。
Here, as an example of the
なお、本例においては、積込ガイダンス300,302の一例として、その位置を示す標識として矢印を用いる場合について説明するが、矢印に限られず、積込位置を視認可能な標識であればどのような形態であっても良い。また、積込ガイダンスとしてメッセージによりその位置を指し示すようにすることも可能である。当該積込ガイダンスにより積込位置を容易に把握することが可能であり効率的な積込作業が可能である。
In this example, as an example of the
これにより、オペレータは、表示部50に表示された積込ガイダンス300,302を見ながら操作部8を操作して積込対象物Xを側方視される積込対象車両140の決定された位置に対して積込作業を実行することが可能である。この場合、オペレータは、表示部50において、側方視される積込対象車両140に対して表示された積込ガイダンスを確認するため直観的な積込作業が可能である。
Thereby, the operator operates the
なお、本例においては、積込ガイダンス300,302が複数表示されている場合について説明したが、いずれか一方の積込ガイダンスとすることも可能である。
In this example, a case where a plurality of
例えば、表示部50に前回の積込ガイダンス300のみが示されている場合には、作業車両1のオペレータは、前回の積込位置を容易に把握することが可能である。これにより、オペレータは、積込ガイダンス300を見ながらそれ以外の領域に対して積込対象物Xの積込作業を実行することが可能である。
For example, when only the
また、表示部50に次の積込ガイダンス302が示されている場合には、作業車両1のオペレータは、当該次の積込位置を容易に把握することが可能である。これにより、オペレータは、積込ガイダンス302を見ながら当該位置に対して積込対象物Xの積込作業を実行することが可能である。
When the
図9は、実施形態1に基づく制御部10の積込ガイダンスの表示処理を説明するフロー図である。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the loading guidance display process of the
図9に示されるように、制御部10は、積込量を算出する(ステップS0)。具体的には、積込量判断部107は、積込対象物Xとバケット7の容量とから作業車両1が作業機3を動作させることにより積込対象車両140のベッセル160に対して1回で積込できる積込量を算出する。そして、ベッセル160のベッセル容量と、算出したバケット7の積込量とに基づいて積込回数を算出する。
As shown in FIG. 9, the
制御部10は、積込状況に基づいて積込位置を決定する(ステップS2)。
具体的には、位置決定部100は、積込対象車両140における前回の積込状況に基づいて積込対象車両140に対する積込位置を決定する。位置決定部100は、メモリ60に保存されている積込作業の回数に基づいて積込位置を決定する。例えば、積込作業の回数が「1」である場合には、B領域に決定する。前回の積込状況に基づいて次回の積込位置を決定することにより積込対象車両に対して積込対象物Xを分散的に積み込むことが可能であり、効率的な積込作業を実行することが可能である。
The
Specifically, the
次に、制御部10は、画像データを取得する(ステップS4)。具体的には、画像データ取得部101は、カメラ40で撮像した画像データを取得する。
Next, the
次に、制御部10は、積込対象車両を抽出する(ステップS8)。具体的には、画像解析部102は、画像データ取得部101で取得した画像データを解析し、側方視される積込対象車両から積込対象領域(ベッセル160)を抽出する。
Next, the
次に、制御部10は、積込位置を算出する(ステップS10)。具体的には、位置算出部104は、画像解析部102において抽出した積込対象領域203に基づいて積込位置を算出する。この点で、例えば、位置決定部100により決定された位置に対応する、抽出した積込対象領域203の長さ方向に対して3分割した所定の位置を積込位置として算出する。
Next, the
次に、制御部10は、積込ガイダンスを合成表示する(ステップS12)。表示制御部106は、位置算出部104で算出された位置に基づいて位置決定部100で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを側方視される積込対象車両に対して表示部に表示する。
Next, the
例えば、表示制御部106は、位置決定部100がB領域を積込位置に決定した場合には、抽出した積込対象領域203の長さ方向に対して3分割した所定の位置(左)に対して積込ガイダンスが表示されるように画像データに合成して表示部50に表示する。
For example, when the
次に、制御部10は、作業終了するかどうかを判断する(ステップS14)。制御部10は、操作部8の操作が終了したかどうかを判断する。
Next, the
ステップS14において、制御部10は、作業終了すると判断した場合(ステップS14においてYES)には、処理を終了する。
If the
一方、ステップS14において、制御部10は、作業終了しないと判断した場合(ステップS14においてNO)には、ステップS2に戻り、上記処理を繰り返す。
On the other hand, when it is determined in step S14 that the work is not finished (NO in step S14), the
具体的には、操作部8の操作が終了していないと判断した場合には、処理を継続する。
この場合、操作部8の操作に従って、積込作業が実行された場合には、上記したように、積込作業判断部103は、積込作業の回数をカウントアップする。これにより、積込状況が変化する。
Specifically, when it is determined that the operation of the
In this case, when the loading operation is executed according to the operation of the
そして、制御部10は、ステップS2において、当該変化した積込状況に基づいて積込位置を決定する上記処理を繰り返す。具体的には、算出した積込回数となるまで積込作業の回数をカウントアップさせて上記処理を繰り返す。
And the
なお、積込作業が計算通りの場合には、算出した積込回数となるまで積込作業の回数をカウントアップさせることになるが、積込状況として1回の積込量が算出した値と異なる場合も考えられる。たとえば、バケット7の積込量をセンサによりモニタリングして、算出した積込量の値と異なる場合も考えられる。
If the loading operation is as calculated, the number of loading operations will be counted up until the calculated loading number is reached. Different cases are also possible. For example, the loading amount of the
例えば、1回目の積込作業による実際の積込量が積込作業前に算出した1回目の目標積込量より少ない場合には、2回目の目標積込量は1回目の積込作業前に算出した2回目の目標積込量よりも多い値に補正される。その場合には、2回目の積込位置を補正するようにしても良い。具体的には、最初にB領域に積み込んだ後、次にA領域に積み込む場合に、当初のA領域の積込位置からB領域側の位置に積込位置を補正して積込作業を実行するように積込ガイダンスを表示するようにしても良い。これにより、B領域側に対しても積込対象物Xが積み込まれることにより積込量を分散することが可能である。一方、最初の積込作業による積込量が算出した値よりも多い場合には、次の積込作業による積込量は当初算出した積込量よりも少ない量として算出することが可能である。その場合には、次回の積込位置を当初のA領域の積込位置からB領域と反対側(C領域側)の位置に積込位置を変更して積込作業を実行するように積込ガイダンスを表示するようにしても良い。当該積込位置の変更処理を積込作業中継続して実行することが可能である。また、積込位置とともに積込量に関する情報を積込ガイダンスとして表示させるようにしても良い。 For example, if the actual loading amount by the first loading operation is less than the first target loading amount calculated before the loading operation, the second target loading amount is the value before the first loading operation. The value is corrected to a value larger than the second target loading amount calculated in the above. In that case, the second loading position may be corrected. Specifically, after loading in the B area first, and then loading in the A area, the loading position is corrected from the original loading position in the A area to the position on the B area side, and the loading operation is executed. The loading guidance may be displayed as shown. Thereby, it is possible to disperse | load the loading amount by loading the loading target object X also to B area | region side. On the other hand, when the loading amount by the first loading operation is larger than the calculated value, the loading amount by the next loading operation can be calculated as a smaller amount than the initially calculated loading amount. . In that case, the next loading position is changed from the initial loading position in the A area to the position on the opposite side of the B area (C area side) so that the loading operation is performed. Guidance may be displayed. The loading position changing process can be continuously executed during the loading operation. Moreover, you may make it display the information regarding loading amount with loading position as loading guidance.
積込状況として1回の積込量が算出した値と異なる場合には、算出した積込回数を増減させるようにしても良い。具体的には、バケット7の積込量が算出した積込量よりも多い場合には、積込回数を減らすようにしても良い。あるいは、逆に、バケット7の積込量が算出した積込量よりも少ない場合には、積込回数を増やすようにしても良い。当該積込回数の補正処理を積込作業中継続して実行することが可能である。
When the loading status is different from the calculated value as the loading status, the calculated number of loadings may be increased or decreased. Specifically, when the loading amount of the
なお、本例においては、作業車両1に設けられた制御部10が積込ガイダンスを表示制御する方式について説明したが、制御部10が全ての処理を実行するのではなく、他の装置と連携して制御システムとして実行することも可能である。
In addition, in this example, although the
(変形例)
上記の実施形態1においては、積込対象車両140の積込状況について、作業車両1が積込回数をカウントして把握する場合について説明した。
(Modification)
In said
本実施形態1の変形例においては、作業車両1は、積込対象車両140からのデータ通信により積込対象車両140の積込状況を把握する構成について説明する。
In the modification of the first embodiment, the configuration in which the
本実施形態1の変形例においては、積込対象車両140は、通信装置134を介して作業車両1とデータ通信する。具体的には、積込対象車両140の制御装置158は、ベッセル160に設けられた積載状態を検知するための検出器および/またはセンサからの情報に基づいて通信装置134を介して作業車両1に対して積込状況に関する情報を送信する。例えば、ベッセル160のA〜C領域160A〜160Cにそれぞれ積載状態を検知する検出器が設けられているものとする。制御装置158は、それぞれの領域に設けられた検出器からの情報に基づいてどの位置に積込作業が実行されたかを検出して、検出結果を積込状況に関する情報として作業車両1に送信する。
In the modification of the first embodiment, the
図10は、実施形態1の変形例に基づく制御部10#の機能ブロックを説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating functional blocks of the
図10に示されるように、制御部10#は、図5の制御部10と比較して積込作業判断部103の代わりに、状況取得部105を設けた点が異なる。その他の部分については同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
As shown in FIG. 10, the
状況取得部105は、積込対象車両140からのデータ通信により積込状況に関する情報(積込状況データ)を取得する。例えば、状況取得部105は、積込対象車両140からのデータ通信によりA領域160Aに対して積込作業が実行された旨の情報を取得する。
The
位置決定部100は、積込対象車両140における積込状況に基づいて積込対象車両140に対する積込位置を決定する。例えば、位置決定部100は、状況取得部105により、A領域160Aに対して積込作業が実行された旨の積込状況に関する情報を取得した場合には、次回の積込対象車両140に対する積込位置であるA領域〜C領域のいずれかを決定する。例えば、位置決定部100は、次回の積込対象車両140に対する積込位置としてB領域を積込位置に決定する。
The
その他の処理については、実施形態1で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。 The other processing is the same as that described in the first embodiment, and therefore detailed description thereof will not be repeated.
当該方式により、積込対象車両140からの積込状況に関する情報に基づいて積込位置を決定することが可能であり、積込対象車両140の実際の積込状況に応じた効率的な積込作業を実行することが可能である。
With this method, it is possible to determine the loading position based on information about the loading situation from the
なお、上記においては、積込位置としてA領域〜C領域にそれぞれ順番に積込作業を実行する場合について説明したが、特に積込順番は当該方式に限られない。例えば、A領域に対して所定回数積み込んだ後、B領域、C領域に積込作業を実行するようにしても良く、順番等についても特に限定されない。例えば、ベッセル160のベッセル容量と、算出したバケット7の積込量とに基づいてA〜Cの各領域に対して積込回数(所定回数)を算出する。算出された積込回数は、積込作業判断部103に出力され、当該情報が利用される。
In the above description, a case has been described in which loading operations are sequentially performed on the A region to the C region as loading positions. However, the loading order is not particularly limited to this method. For example, after loading a predetermined number of times in the A area, the loading operation may be executed in the B area and the C area, and the order is not particularly limited. For example, the number of times of loading (predetermined number) is calculated for each of the areas A to C based on the vessel capacity of the
積込作業が計算通りの場合には、算出した積込回数(所定回数)となるまで積込作業の回数をカウントアップさせることになるが、積込状況として1回の積込量が算出した値と異なる場合も考えられる。たとえば、ベッセル160のA〜C領域160A〜160Cにそれぞれ設けられた積載量を検知するセンサによりモニタリングして、ベッセル160のA〜C領域の各領域にバランスよく積み込まれていないと判断された場合には、次回の積込位置をA,B,Cの各領域間で変更しても良い。または、A領域とB領域との中間位置、B領域とC領域との中間位置とに積込位置を変更して、積込作業を実行するように積込ガイダンスを表示するようにしても良い。当該積込位置の変更処理を積込作業中継続して実行することが可能である。あるいは、バケット7の積込量が算出した積込量よりも多い場合には、積込回数を減らすようにしても良い。あるいは、逆に、バケット7の積込量が算出した積込量よりも少ない場合には、積込回数を増やすようにしても良い。当該積込回数の補正処理を積込作業中継続して実行することが可能である。
If the loading operation is as calculated, the number of loading operations will be counted up until the calculated number of loadings (predetermined number), but the loading amount of one time is calculated as the loading status It may be different from the value. For example, when monitoring is performed by sensors that detect the loading amounts provided in the A to
(実施形態2)
上記の実施形態1においては、カメラ画像に対して撮像された側方視される積込対象車両に対して積込ガイダンスを合成表示する場合について説明した。
(Embodiment 2)
In the first embodiment described above, the case where the loading guidance is synthesized and displayed on the loading target vehicle that is captured from the camera image and viewed from the side has been described.
本実施形態2においては、オペレータが目視している積込対象車両に対して積込ガイダンスを表示する場合について説明する。 In the second embodiment, a case will be described in which loading guidance is displayed for a loading target vehicle that an operator is viewing.
制御部10の構成については、実施形態1と同様である。
図11は、実施形態2に基づく積込ガイダンスの表示方式を説明する図である。
The configuration of the
FIG. 11 is a diagram illustrating a loading guidance display method based on the second embodiment.
図11(A)を参照して、ここでは、表示部50#の左側および右側にカメラ40Lおよび40Rが設けられている場合が示されている。それぞれの距離は同じ距離に設けられているものとする。
Referring to FIG. 11A, here, a case where
オペレータの前には光学透過(シースルー)型の表示部50#が設けられている。表示部50#を介してオペレータは外部の情報を取得することが可能である。
An optical transmission (see-through)
本例においては、一例として、表示部50#を介してオペレータが情報を取得する上下方向の撮像範囲αが示されている。
In this example, as an example, an imaging range α in the vertical direction in which the operator acquires information via the
カメラ40Rおよび40Lの上下方向の撮像範囲も同じ範囲に設定されている。
なお、本例においては、図示していないが、表示部50#を介してオペレータが情報を取得する左右方向の撮像範囲と、カメラ40Rおよび40Lの左右方向の撮像範囲も同じ範囲に設定されている。
The vertical imaging ranges of the
In this example, although not shown, the horizontal imaging range in which the operator obtains information via the
なお、本例においては、一例として、表示部50#は、作業車両1に固定されて設けられており、水平面に対する表示部50#の位置とカメラ40Rおよび40Lの高さとは同じ高さに設定されているものとする。
In this example, as an example,
図11(B)は、カメラ40の撮像範囲の画像データからオペレータが表示部50#を介して取得する情報を抽出する方式を説明する図である。
FIG. 11B is a diagram illustrating a method for extracting information acquired by the operator via the
図11(B)に示されるように、右側のカメラ40Rの画像データRCDTと、左側の画像データLCDTとが示されている。ここで、画像データRCDTと、画像データLCDTとについて、任意の同じ地点が重なるように配置する。なお、ともに積込対象車両が表示されているものとする。この場合、画像データRCDTと画像データLCDTの水平方向の長さがLずれている場合には、表示部50#を介してオペレータが情報を取得している範囲は画像データRCDTをL/2左にずらし、画像データLCDTをL/2右にずらした範囲である。本例においては、オペレータが表示部50#を介して取得する範囲の情報を画像データCDT#として抽出する。
As shown in FIG. 11B, image data RCDT of the
図11(C)に示されるように、表示部50#において、積込対象車両140に対して前回の積込位置に対応する積込ガイダンス300が示されている。また、積込対象車両140に対して次の積込位置に対応する積込ガイダンス302が示されている。なお、ここで、表示部50#に示されている積込対象車両140は、シースルー型の表示部50#を介してオペレータにより目視されているものであり、表示部50#に表示されたものではない。
As shown in FIG. 11C, on the
この点で、実施形態2に基づく画像解析部102は、上記したように、画像データCDT#に含まれる積込対象車両を抽出する。また、画像解析部102は、抽出された積込対象車両から積込対象領域203を抽出する。当該抽出方式は、種々の方式があるが、一例としてパターンマッチングにより抽出する。
In this regard, the
位置算出部104は、画像解析部102において抽出した積込対象車両に基づいて積込対象車両140の積込対象領域203の位置を算出する。そして、位置算出部104は、位置決定部100により決定された位置に対応する、抽出した積込対象領域203の長さ方向に対して3分割した所定の位置を積込位置として算出する。
The
表示制御部106は、位置算出部104で算出された位置に基づいて位置決定部100で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを積込対象車両に対して表示部50#に表示する。
これにより、オペレータは、表示部50#に表示された積込ガイダンス300,302を見ながら操作部8を操作して積込対象物Xを積込対象車両140の決定された位置に対して積込作業を実行することが可能である。この場合、オペレータは、表示部50#において、側方視される積込対象車両140に対して表示された積込ガイダンスを確認するため直観的な積込作業が可能である。
As a result, the operator operates the
なお、本例においては、積込ガイダンス300,302が複数表示されている場合について説明したが、いずれか一方の積込ガイダンスとすることも可能である。
In this example, a case where a plurality of
例えば、表示部50#に前回の積込ガイダンス300のみが示されている場合には、作業車両1のオペレータは、前回の積込位置を容易に把握することが可能である。これにより、積込ガイダンス300を見ながら操作部8を操作して積込対象物Xをそれ以外の領域に対して積込作業を実行することが可能である。
For example, when only the
また、表示部50#に次の積込ガイダンス302が示されている場合には、作業車両1のオペレータは、当該次の積込位置を容易に把握することが可能である。これにより、積込ガイダンス302を見ながら操作部8を操作して積込対象物Xを当該位置に対して積込作業を実行することが可能である。
When
また、オペレータの目の前にある表示部50#を介して積込対象車両および積込ガイダンスの情報を取得することが可能であるためオペレータは視線を積込対象車両から反らすことなく積込作業を実行することが可能であり、効率的な積込作業を実行することが可能である。
In addition, since it is possible to acquire information on the loading target vehicle and loading guidance via the
図12は、実施形態2に基づく積込ガイダンスの表示処理を説明するフロー図である。
図12に示されるように、制御部10は、積込量を算出する(ステップS0)。具体的には、積込量判断部107は、積込対象物Xとバケット7の容量とから作業車両1が作業機3を動作させることにより積込対象車両140のベッセル160に対して1回で積込できる積込量を算出する。そして、ベッセル160のベッセル容量と、算出したバケット7の積込量とに基づいて積込回数を算出する。
FIG. 12 is a flowchart for explaining loading guidance display processing based on the second embodiment.
As shown in FIG. 12, the
次に、制御部10は、積込状況に基づいて積込位置を決定する(ステップS2)。
具体的には、位置決定部100は、積込対象車両140における積込状況に基づいて積込対象車両140に対する積込位置を決定する。位置決定部100は、メモリ60に保存されている積込作業の回数に基づいて積込位置を決定する。例えば、積込作業の回数が「1」である場合には、B領域に決定する。
Next, the
Specifically, the
次に、制御部10は、画像データを取得する(ステップS4)。具体的には、画像データ取得部101は、カメラ40Rおよび40Lで撮像した画像データRCDTおよびLCDTを取得する。そして、画像データRCDTおよびLCDTに基づいて表示部50#を介してオペレータが情報を取得している範囲に関する画像データCDT#を取得する。
Next, the
次に、制御部10は、積込対象車両を抽出する(ステップS20)。具体的には、画像解析部102は、画像データ取得部101で取得した画像データCDT#を解析し、側方視される積込対象車両から積込対象領域(ベッセル160)を抽出する。
Next, the
次に、制御部10は、積込位置を算出する(ステップS21)。具体的には、位置算出部104は、画像解析部102において抽出した積込対象領域203に基づいて表示部上の積込対象車両の積込位置を算出する。この点で、例えば、位置決定部100により決定された位置に対応する、抽出した積込対象領域203の長さ方向に対して3分割した所定の位置を積込位置として算出する。
Next, the
次に、制御部10は、積込ガイダンスを表示する(ステップS22)。表示制御部106は、位置算出部104で算出された位置に基づいて位置決定部100で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを積込対象車両に対して表示部に表示する。
Next, the
例えば、表示制御部106は、位置決定部100がB領域を積込位置に決定した場合には、抽出した積込対象領域203の長さ方向に対して3分割した所定の位置(左)に対して積込ガイダンスが表示されるように積込対象車両140に対して表示部50に表示する。
For example, when the
次に、制御部10は、作業終了するかどうかを判断する(ステップS24)。制御部10は、操作部8の操作が終了したかどうかを判断する。
Next, the
ステップS24において、制御部10は、作業終了すると判断した場合(ステップS24においてYES)には、処理を終了する。
When the
一方、ステップS24において、制御部10は、作業終了しないと判断した場合(ステップS24においてNO)には、ステップS2に戻り、上記処理を繰り返す。
On the other hand, when the
具体的には、操作部8の操作が終了していないと判断した場合には、処理を継続する。
この場合、操作部8の操作に従って、積込作業が実行された場合には、上記したように、積込作業判断部103は、積込作業の回数をカウントアップする。これにより、積込状況が変化する。
Specifically, when it is determined that the operation of the
In this case, when the loading operation is executed according to the operation of the
そして、制御部10は、ステップS2において、積込状況に基づいて積込位置を決定する上記処理を繰り返す。具体的には、算出した積込回数となるまで積込作業の回数をカウントアップさせて上記処理を繰り返す。
And the
なお、積込作業が計算通りの場合には、算出した積込回数となるまで積込作業の回数をカウントアップさせることになるが、積込状況として1回の積込量が算出した値と異なる場合も考えられる。たとえば、バケット7の積込量をセンサによりモニタリングして、算出した積込量の値と異なる場合には、算出した積込回数を増減させるようにしても良い。具体的には、バケット7の積込量が算出した積込量よりも多い場合には、積込回数を減らすようにしても良い。あるいは、逆に、バケット7の積込量が算出した積込量よりも少ない場合には、積込回数を増やすようにしても良い。当該積込回数の補正処理を積込作業中継続して実行することが可能である。
If the loading operation is as calculated, the number of loading operations will be counted up until the calculated loading number is reached. Different cases are also possible. For example, the loading amount of the
なお、本例においては、表示部50#は、作業車両1に固定されている場合について説明したが、その高さを調整するようにしてもよい。例えば、表示部50#の高さに合わせてカメラ40Rおよび40Lの高さも同じ高さに調節すればよい。
In addition, in this example, although the
また、オペレータが表示部50#を介して視認する視線方向も調整可能にしてもよい。表示部50#の向きに合わせてカメラ40Rおよび40Lの視線方向も調節すればよい。
Further, the line-of-sight direction visually recognized by the operator via the
また、本例においては、2つのカメラ40Rおよび40Lを用いた構成について説明したが、少なくとも1つのカメラで実現するようにしてもよい。なお、その場合には、カメラの撮像範囲は、オペレータが表示部50#を介して情報を取得する範囲を含んでいるものとし、画像解析処理により、当該範囲を抽出する。
In this example, the configuration using the two
また、本例においては、表示部50#が作業車両1に固定されている場合について説明したが、特にこれに限られず、いわゆるヘッドマウントディスプレイの如くオペレータに装着可能な形態等であっても良い。
Further, in this example, the case where the
(その他形態)
なお、上記の実施形態においては、作業車両1の制御部10について、積込ガイダンスを表示する主な処理を実行する場合について説明したが、制御部10の各機能ブロックは、必ずしも作業車両1が有する必要はなく、一部の機能ブロックがネットワークと接続されたサーバに設けられた構成としても良いし、データ通信可能な積込対象車両側に設けられた構成であっても良い。
(Other forms)
In the above embodiment, the case where the main process of displaying the loading guidance is executed for the
以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 作業車両、2 車体フレーム、2a 前車体部、2b 後車体部、3 作業機、4a,4b,142,144 車輪、5,152 運転室、6 ブーム、7 バケット、8 操作部、9 ベルクランク、10 制御部、11a,11b ステアリングシリンダ、12 ステアリングポンプ、13 作業機ポンプ、14a,14b リフトシリンダ、15 バケットシリンダ、19 通信部、21,146 エンジン、22 走行装置、23 トルクコンバータ装置、24 燃料噴射ポンプ、26 トランスミッション、27 ロックアップクラッチ、28 トルクコンバータ、31 クラッチ制御弁、32 シャフト、33 軸、34 作業機制御弁、35 ステアリング制御弁、40,40L,40R カメラ、50,50# 表示部、60 メモリ、81a アクセル操作部材、81b アクセル操作検出装置、82a ステアリング操作部材、82b ステアリング操作検出装置、83a ブーム操作部材、83b ブーム操作検出装置、84a バケット操作部材、84b バケット操作検出装置、85a 変速操作部材、85b 変速操作検出装置、86a 操作部材、86b 操作検出装置、91 エンジン回転数センサ、92 出力回転数センサ、93 入力回転数センサ、94〜97 第1〜第4油圧センサ、98 ブーム角検出装置、100 位置決定部、101 画像データ取得部、102 画像解析部、103 積込作業判断部、104 位置算出部、105 状況取得部、106 表示制御部、107 積込量判断部、134 通信装置、140 積込対象車両、150 アクチュエータ、154 操作者席、158 制御装置、160,202 ベッセル、300,302 積込ガイダンス。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work vehicle, 2 Body frame, 2a Front vehicle body part, 2b Rear vehicle body part, 3 Work machine, 4a, 4b, 142, 144 Wheel, 5,152 Driver's cab, 6 Boom, 7 Bucket, 8 Operation part, 9 Bell crank DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control part, 11a, 11b Steering cylinder, 12 Steering pump, 13 Work machine pump, 14a, 14b Lift cylinder, 15 Bucket cylinder, 19 Communication part, 21,146 Engine, 22 Traveling device, 23 Torque converter device, 24 Fuel Injection pump, 26 transmission, 27 lock-up clutch, 28 torque converter, 31 clutch control valve, 32 shaft, 33 shaft, 34 work implement control valve, 35 steering control valve, 40, 40L, 40R camera, 50, 50 # display unit , 60 memory, 81a Accelerator operation member, 81b Accelerator operation detection device, 82a Steering operation member, 82b Steering operation detection device, 83a Boom operation member, 83b Boom operation detection device, 84a Bucket operation member, 84b Bucket operation detection device, 85a Shift operation member, 85b Operation detection device, 86a Operation member, 86b Operation detection device, 91 Engine rotation speed sensor, 92 Output rotation speed sensor, 93 Input rotation speed sensor, 94-97 First to fourth hydraulic pressure sensors, 98 Boom angle detection device, 100 position Determination unit, 101 Image data acquisition unit, 102 Image analysis unit, 103 Loading operation determination unit, 104 Position calculation unit, 105 Status acquisition unit, 106 Display control unit, 107 Loading amount determination unit, 134 Communication device, 140 Loading Target vehicle, 150 actuator, 154 Operator seat, 158 controller, 160, 202 vessel, 300, 302 loading guidance.
Claims (13)
積込対象車両における積込状況に基づいて前記積込対象車両に対する積込位置を決定する位置決定部と、
表示部と、
側方視される前記積込対象車両に対して前記位置決定部で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを前記表示部に表示する表示制御部とを備える、ホイールローダの制御システム。 A wheel loader including a vehicle body frame including a work machine, and a wheel attached to the vehicle body frame, performing excavation work by the work machine while moving forward, and performing a loading work by moving forward;
A position determining unit that determines a loading position for the loading target vehicle based on a loading situation in the loading target vehicle;
A display unit;
A wheel loader control system comprising: a display control unit configured to display a loading guidance corresponding to a loading position determined by the position determination unit with respect to the loading target vehicle viewed from the side, on the display unit.
前記位置決定部は、前記積込状況データに基づいて前記積込対象車両における積込位置を決定する、請求項1記載のホイールローダの制御システム。The wheel loader control system according to claim 1, wherein the position determination unit determines a loading position in the loading target vehicle based on the loading status data.
前記撮像部で取得した画像データに含まれる前記積込対象車両を抽出する抽出部と、An extraction unit that extracts the loading target vehicle included in the image data acquired by the imaging unit;
前記抽出部で抽出した積込対象車両に基づいて前記表示部上の積込対象車両の位置を算出する算出部とをさらに備え、A calculation unit that calculates a position of the loading target vehicle on the display unit based on the loading target vehicle extracted by the extraction unit;
前記表示制御部は、側方視される前記積込対象車両に対して、算出された積込対象車両の位置に基づいて前記位置決定部で決定された積込位置に対応する積込ガイダンスを前記表示部に表示する、請求項1記載のホイールローダの制御システム。The display control unit provides a loading guidance corresponding to the loading position determined by the position determining unit based on the calculated position of the loading target vehicle with respect to the loading target vehicle that is viewed from the side. The wheel loader control system according to claim 1, wherein the wheel loader control system is displayed on the display unit.
積込対象車両における積込状況データを入力するステップと、A step of inputting loading status data in the loading target vehicle;
前記積込状況データに基づいて前記積込対象車両に対する積込位置を決定するステップと、Determining a loading position for the loading target vehicle based on the loading status data;
前記積込対象車両を含む画像データを入力するステップと、Inputting image data including the vehicle to be loaded;
前記入力された画像データに基づいて側方視される前記積込対象車両を抽出するステップと、Extracting the loading target vehicle to be viewed laterally based on the input image data;
決定された前記積込位置に対応する積込ガイダンスのデータを生成するステップと、Generating loading guidance data corresponding to the determined loading position;
抽出された側方視される前記積込対象車両に対応する前記積込ガイダンスのデータを前記表示部に出力するステップとを備える、ホイールローダの制御システムの制御方法。A control method for a wheel loader control system, comprising: outputting to the display unit data of the loading guidance corresponding to the extracted vehicle to be loaded that is laterally extracted.
積込対象車両における積込状況データを取得するステップと、Obtaining loading status data in the loading target vehicle;
前記積込状況データに基づいて前記積込対象車両に対する積込位置を決定するステップと、Determining a loading position for the loading target vehicle based on the loading status data;
前記積込対象車両を含む画像データを取得するステップと、Obtaining image data including the loading target vehicle;
前記取得した画像データに基づいて側方視される前記積込対象車両を抽出するステップと、Extracting the loading target vehicle viewed from the side based on the acquired image data;
決定された前記積込位置に対応する積込ガイダンスのデータを生成するステップと、Generating loading guidance data corresponding to the determined loading position;
抽出された側方視される前記積込対象車両に対応する前記積込ガイダンスのデータを前記表示部に出力するステップとを備える、ホイールローダの制御方法。And a step of outputting the loading guidance data corresponding to the extracted loading target vehicle to be viewed from the side to the display unit.
Priority Applications (5)
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